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车用乙醇汽油知识讲义第一部分我国石油供需与节约 石油从来没有像现在这样对我国的经济发展如此重要，对我们的生活密切相关。一、 我国石油供需现状我国国民经济的持续高速发展，带来石油消费的高速增长，而国内石油产量的增长远远落于需求的增长，供需矛盾日益加剧。从我国石油工业发展历史来看，1965年达到了石油生产和消费的平衡。当1973年石油产量达到5000多万t水平时，开始了原油的出口，1985年出口量达到历史最高水平3115万t。 从1974年开始，我国石油产量的增长速度减缓，同时，国内石油消费量和出口量大幅增长，使石油的供需矛盾日显突出，导致原油出口 从1986年开始逐年下降，油品进口增加。从1988年开始，我国又恢复了原油的进口。统计资料表明，1989年到2000年，我国石油产量增加了13.4%，同一时期，石油消费量却增长了122.4%。可以说，从上世纪80年代后期以来，石油供应紧张一直是我国经济发展的瓶颈。 国内石油供应不足，势必加大石油的进口量。1990年，我国原油和成品油进口量在300多万t左右，而到1993年，我国就由石油净出口国转变为净进口国，当年净进口近1000万t。从此，每年石油净进口量连续快速增长，1993-1999年6年内我国石油净进口量由981万t增至4381万t，增长2.4倍，2004年我国原油进口量已达到1.2亿t。与此同时，原油出口削减到1999年的717万t，是我国近20年来原油出口首次降到1000万t以下，2004年更下降到549万t。 目前，我国是仅次于美国的世界第二大石油消费国，这既是我国社会和经济高速发展以及工业化水平的标志，另一方面，如何保证可靠而足够的石油供应又成为国民经济发展的突出问题。 石油供需矛盾的加剧，追根求源，是因为我国石油资源的可供（保证）程度不高。根据资料，我国探明的石油剩余可采储量18亿t，若按13亿人口计算，人均占有量为1.4t。相比之下，世界人均占有量则为23.5t。另外按现有石油储量和生产水平，世界可保证开采40年，而我国只能开采15年，由此可见，我国现有石油储量的储采比（或称保证程度）是比较低的。 当前，我国石油生产增长缓慢，从1997年产量达到1.6亿t以后到2004年的8年中，一直停留在1.7亿t上下水平。究其原因，主要是可采石油储量有限，东部的老油田大多处于开发后期，产量普遍下降，增产乏力。西部油田大规模开发，产量增加难度很大，尚需时日。我国石油供应的紧张，还在于未来消费量将大幅度增加。长期以来，我国能源消费以煤为主体。然而，煤在我国能源消费中的比重已有明显下降，由1990年代初占能源消费比重76%，到2004年降为67%。与此同时，加大了对石油的依赖程度，石油在能源消费中的比重由17%增至2004年的22%。根据专家预测，从现在到2010年间，我国的GDP增长率为7.0%，石油消费的增长率为4.9%，2005年石油需求量为2.8亿t，2010年将达到3.6亿t；20102020年间，我国的GDP增长率为5%，石油消费增长率为3%，2020年的石油需求量将达到4.4亿t。然而我国同期原油产量只能小幅增长，2005年，原油产量约为1.80亿t，此后到2020年原油产量将在1.8亿t上下徘徊，最大产量不会超过2亿t。可见，同期相应的石油缺口量分别为1.0亿t、1.8亿t和2.4亿t。为满足经济发展的需要，我们必须进口越来越多的石油，对外石油的依赖程度越来越高。显然，我国石油供应安全面临的压力增大、风险增加。尽管石油一直是我国相对短缺的战略资源，人均石油消费量180Kg，是全球人均石油消费水平的31%。但不合理用油和油耗过高的问题却十分突出。2002年，我国每百万元GDP消耗石油约24t，与世界先进水平相比存在较大差距，大体相当于日本的4倍，欧盟的3倍，美国的2倍（每创造100万美元GDP，我国能源耗费是美国的2.5倍，欧盟的5倍，几乎是日本的9倍），因此，我国节约用油的潜力巨大。二、我国节约石油的主要环节1 交通运输交通运输是石油需求增长最快的行业之一，我国已成为世界第四大汽车生产国和第三大汽车消费国，2003年汽车产量444万辆， 2004年全国汽车保有量2700万辆，预计到2020年将达到1.4亿辆。 2003年，我国汽车消耗石油占石油消费总量的45%，预计到2010年，此比例为50%，2020年将达到60%，汽车数量的增长将促进石油消费的增加。造成石油消费迅猛增加的另一原因是汽车技术整体比发达国家落后1020年，在现有汽车保有量中，老旧车比例高达25%；我国汽车油耗普遍比发达国家高，汽车每公里平均油耗比发达国家高20%以上。在加速发展汽车工业的同时，必须迅速提高我国发动机的水平，积极鼓励开发使用替代燃料和小排量、柴油汽车的发展，限制高油耗、大排量汽车的生产，加速淘汰旧车辆，积极吸收国外先进的节油技术和环保车辆技术，努力把我国的汽车用油强度降下来。2 石油石化行业石油石化企业既是能源的生产者，也是能源的消费者，能源利用率与国外先进水平相比存在较大差距。目前，我国油田开采的损失率较大，约为1.9%，而美国为0.3%，俄罗斯为0.6%，若能提高采油技术，加大落地油的回收，每年节油数量可观。我国炼油企业的能耗也比发达国家的同类炼厂高，如我国炼油厂每加工1t原油的燃料费为63元，而亚太地区的平均为47元。 另一个问题是散布在全国的小型炼油厂，年加工能力在几万t到50万t 之间。这些小炼油厂与大炼厂相比，无论在原油资源利用率、轻油收率、能耗和产品质量等方面都明显存在差距，有资料显示，轻油收率约低10个百分点，能耗高出30%，如果能将小炼厂加工的原油由一个大炼厂加工，一年能多生产200万t轻质油品，而且质量保证，并能减少浪费和节约能源。因此，根据政府有关规定，对这些小炼厂实行关停并转，有利于提高石油资源的利用率，也是节约石油的重点。3 电力、冶金、建材和轻工业电力、冶金和轻工等行业所用的主要能源之一是燃料油。2003年我国燃料油消费4309万t（其中自产2004万t，进口2378万t），其中电力行业用量最大，占消费总量的32%，其次是石化行业，占25%，再次是交通运输业，占22%。近年来需求增加较快的是轻工和建材行业，占总消费量的14%，冶金部门的燃料油消费量在7%左右。另一方面，我国煤炭资源丰富，如果我们能更加的重视对煤炭加工技术的研究，尽力使煤炭利用气体化、液体化，减少对环境的污染，那么对燃料油就具有很强的节约和替代能力，专家们认为，如果通过煤代油、气代油、焦代油和相关的节能措施，至少60%以上的燃料油可以节约和替换出来，这才是我国能源利用的现实途径，符合我国国情。4 政府功能政府在全面推进节约石油、提高石油利用率上不仅要发挥主导作用，而且对影响石油消费的增长具有不可替代的功能，要大力进行节约用油宣传，倡导各种节油行为，增强人们的节油意识。当前要加快制定并强制执行节油技术标准，对重点耗油产业实行严格的节油措施；尽快出台车辆耗油标准，鼓励研究开发和推广节油技术、设备利用的配套与支持政策，鼓励和支持人们对气体燃料、氢燃料、混合燃料、生物燃料等为动力的车辆的研究、开发和使用，提高柴油汽车特别是柴油轿车的生产比例和数量，通过税率调整，适当控制汽车数量的急剧增加，制订政策，促进煤代油、清洁燃料的开发利用，以抑制石油的不合理使用和消费的过快增长。5 个人行为不管是政府何种法规、制度、措施的实施，还是应用先进的技术和设备，或是消费哪种能源，节能都要通过人的具体行动来体现，通过人的自觉行为来达到节能的目的。为此，首先应使人们确立能源是一种资源的观念，它不是取之不尽、用之不竭的，我国虽然是一个资源大国，但能源资源特别是石油资源并不富有，我们要十分珍惜，精打细算，科学合理地利用。其次，在基于对石油资源不足深深忧患意识的基础上，增强节约意识和效率意识，充分认识节约能源的意义，养成良好的节能行为和习惯，节能，不分事件大小，何时何地，凡是自己能做的，都要带头做到。美国前总统克林顿在他的任期内把白宫的电气设备都换成了节能型的，现总统布什在其德克萨斯州克劳福德的庄园，利用了当地的地热能为其生活服务。日本的家庭妇女甚至在电冰箱内的冷冻室外安装一块帘子，以减少冷气的外逸，其企业的员工使用纸张时一定被要求双面使用。欧洲一些国家规定，私家车外出必须车载二人以上，货车不准空载返程等等，这些都说明节能在西方国家已成为一种自觉、普遍的行为。外国人能做到，我们也能做到，也应该做到。第三，要积极宣传节能的意义，抵制和反对浪费能源的各种行为，漠视能源浪费是一种渎职行为，浪费能源是违法犯罪行为，我们应感到不安和内疚，我们不仅有义务、而且有责任关掉不用而亮着的一盏灯、滴水的水龙头，及时关掉不用的计算机和可用可不用的空调，在驾车行驶时，我们应使车辆处于良好的工作状态，既为安全也起到节能的效果，应把用过换下的润滑油回收集中，以便再生处理重复使用。个人节能数量虽小，但人人动手，汇集起来就会产生巨大的效果。第二部分发动机替代燃料 替代燃料是指有别于传统的汽油、柴油等矿物燃料的所有发动机燃料，包括气体燃料、煤液化燃料（煤变油）、醇类燃料、生物柴油等。 一、替代燃料的意义 研究开发发动机替代燃料的主要意义在于：应付可能发生的石油危机、提高燃料供应的安全性；为石油资源枯竭后燃料品种的平稳过渡作准备；减少污染，保护环境等。 应付石油危机是替代燃料研究的重要动力。由于石油资源地区分布极为不均，世界主要石油储量集中在中东，这就存在石油供应的安全性问题。1973年石油危机给世界经济特别是西方发达国家的经济造成严重影响，使西方国家进一步认识到石油供应安全的重要性，从而促使了替代燃料研究和应用的广泛兴起。 替代燃料研究的另一个目的是在石油资源枯竭时实现燃料的平稳过渡。石油是非再生资源，石油枯竭的威胁一直存在，因此人们希望通过替代燃料的研究和使用，实现燃料的平稳过渡，避免在石油资源枯竭时措手不及。 近年来，世界石油市场油价飞涨。从今年8月份以来，原油价格已突破70美元/桶，并且仍有继续上涨的现实可能性，对缺油少气依赖进口原油的国家受到了沉重的压力，对经济发展已呈现出明显的阻滞作用。与此同时，环境污染问题也日益严重，减少汽车排放的呼声越来越高，排放控制日益严格。在这种情况下，开发使用发动机替代燃料不仅可以减少对石油能源的依赖，保持经济稳定可持续发展，而且可以减少汽车污染物的排放，有利于保护环境。因此，替代燃料如醇类燃料、气体燃料的推广使用越来越受到人们的重视。 如巴西不产石油，大量石油进口给国家带来沉重负担，同时巴西盛产的甘蔗却可以生产乙醇，因此该国大量使用乙醇作为发动机燃料。 在我国，替代燃料利用的另一个重要性是改善我国的能源结构。我国能源结构的一大特点是煤多油少，地区分布不平衡。在这种情况下，使用醇类燃料代替汽油是改善能源结构的重要措施，特别是在少油地区，大力发展醇类燃料有助于改变石油分布不平衡的局面。 二、替代燃料的种类从燃料的形态来看，传统的石油燃料(汽油、柴油)都是液体燃料。内燃机的替代燃料除了液体燃料以外，还包括气体和固体燃料。目前应用和研究的发动机替代燃料的主要种类见表21。表21发动机替代燃料类型种类气体氢气、沼气液化石油气（LPG）天然气（CNG，LNG）发生炉煤气液体醇类：甲醇、乙醇醚类：二甲醚、甲基叔丁基醚植物油：桐籽油、菜油等动物油：经加工的牛油、猪油、鱼油等其他化工副产品的可燃液体固体煤粉、水煤浆、煤油混合燃料等上述替代燃料中，乙醇、沼气(用植物生产的)、动植物油和氢气等属于可再生资源，其他替代燃料直接或间接来自化石矿物，一旦消耗将不能再生，属于不可再生资源。因乙醇、沼气、动植物油等来自生物质，因此统称生物质燃料。目前有些替代燃料在一些地区已经实现商品化使用，如天然气、液化石油气、醇类、醚类燃料等。从使用方式上看，既有完全使用替代燃料的，如天然气，也有使用混合燃料的，如甲醇汽油、乙醇汽油。 三、替代燃料的质量要求 可用作燃料的物质种类很多，但作为发动机燃料，必须具备一定的性能。优良的发动机替代燃料应该具备以下性能要求： 1具有较高的热值，特别是混合气的热值应能满足发动机的动力性要求； 2适当的蒸发性，能满足车辆启动、行驶、加速、怠速等工况的要求； 3良好的材料适应性，对金属、橡胶等材料无腐蚀，对发动机寿命和可靠性无不良影响； 4能量密度高，贮存、运输方便； 5发动机结构变动小，技术上可行； 6最好能够利用现有的燃料储运分配系统； 7对人类健康、生态环境和安全防火等无有害影响。 替代燃料种类很多，来源和加工方法各异，理化性质和使用性能差别很大，要求替代燃料完全满足上述所有要求是不现实的。事实上，只要能够满足主要性能要求，并能通过采取可行的技术措施，发动机适当改造或燃料中加添加剂，能满足其他方面的要求，就不失为优良的替代燃料。 除了上述性能方面的要求外，作为发动机替代燃料还必须具备资源丰富、生产制造技术可行、价格便宜等前提条件，否则性能再好也不可能广泛使用。四、醇类燃料的性质和使用（另见第三第六部分）五、天然气和液化石油气的使用天然气（NG）和液化石油气(LPG)是应用较多的两种气体发动机燃料。这两种气体燃料在一定范围的使用已有50多年的历史。最初使用气体燃料主要是因为它们比汽油便宜。近年来，气体燃料再度受到重视则是出于环境方面的考虑，因为气体燃料发动机的污染物排放远比汽油或柴油发动机低。正因如此，这类燃料被称为洁净燃料。天然气汽车的发展大致上分为三个阶段：常压天然气汽车、压缩天然气(CNG)汽车和液化天然气(LNG)汽车。天然气液化非常困难，因此过去一直采用常压供气方式，汽车携带燃料的数量很少，行程很短，限制了天然气汽车的应用范围。近年来，压缩天然气(CNG)技术基本成熟，用复合材料制成的压缩气瓶强度很高，耐压可达20MPa以上，而质量则比压缩钢瓶轻得多，汽车携带数个气瓶就可使行程达到数百公里，这为天然气汽车的推广提供了技术基础。在开发压缩天然气的同时，人们在液化天然气方面也进行了大量研究，目前也取得了较大进展。无论是压缩天然气，还是液化天然气或液化石油气，在进入汽缸之前均通过减压阀转化成常压(或略高于大气压)的气体。 1气体燃料的组成 天然气的主要成分是甲烷，此外还含有不同数量的其他烃类(主要是C2C4的烷烃以及少量更高级的烃类)、H2S、CO2、H2O（G）、CO、氮气、氦气、氩气和其他微量气体。从地下开采出的天然气首先要经过处理才能通过管道输送和使用。处理的目的是除去H2S、高沸点烃和水气，同时过量的CO2、氮气、氦气、氩气也被除去。经处理后的天然气甲烷含量在8099之间，其次是乙烷和惰性气体，另有少量丙烷、丁烷和更高级的烃类。液化石油气来源不同，组成也各不相同，尤其是不同国家的产品组成相差很大，有些国家以丙烷和丙烯为主，有些国家则以丁烷和丁烯为主。2气体燃料的性能特点与常规液体燃料相比，气体燃料有以下优点：(1)燃料本身为气体，不需要精密的喷油设备或雾化装置，发动机构造相对简单；(2)能与空气充分混合，各缸燃料分配均匀，发动机工作平稳；(3)不存在润滑油稀释问题，可以使用粘度较低的润滑油，减少因摩擦消耗的能量；(4)有利于组织稀混合气燃烧，提高燃料经济性；(5)辛烷值高，天然气的MON在120以上，LPG的MON在90以上，当用于汽油机时有利于通过提高压缩比而提高热效率；(6)燃料系统密封，燃料的蒸发散失少，燃烧完全度高，排放污染少。与传统液体燃料相比，发动机使用天然气或液化石油气作燃料时，CO、NMHC(非甲烷烃类)、颗粒物、CO2和NOX明显减少，重型汽车比同类汽油车或柴油车减少更多。表22列举了使用汽油和LPG的两种发动机的主要排放污染物。表22LPG和汽油车排放污染物比较CO/（g/km）HC/（g/km）NOx/（g/km）使用汽油的汽车使用LPG的汽车19.56.81.20.62.42.03气体燃料使用中的问题与对策(1)发动机功率下降问题气体燃料在混合气中所占体积较大，因而减少新鲜空气进入缸的量，降低了充气系数，导致发动机功率和动力性有一定下降。例如汽油机改用天然气作燃料，在发动机不作相应调整的情况下，发动机功率将下降10以上。提高发动机压缩比可以在很大程度上弥补气体燃料发动机的功率下降。汽油机上使用气体燃料时，提高压缩比能够充分利用气体燃料辛烷值高的优势，提高发动机的热效率，从而弥补发动机功率下降。但柴油机上使用气体燃料时，容易产生爆燃，一般应降低压缩比。另外。因为气体燃料不会造成润滑油稀释，可以适当降低润滑油粘度，减少摩擦造成的能量损失，在一定程度上弥补发动机功率下降。(2)天然气的腐蚀性天然气中含有微量的H2S，经过处理的天然气H2S含量不高于0.002(体)。H2S的腐蚀性很强，即便是微量的H2S也会对发动机造成腐蚀。当燃料中含有H2S时，不仅会导致气门、汽缸壁、活塞环的腐蚀与磨损，部分H2S还会进入油底壳和润滑油中，导致主轴、连杆等传动部件的腐蚀和相关轴承的磨损。因此，使用含H2S的天然气将导致发动机寿命缩短。为了防止天然气中的H2S引起的腐蚀与磨损，首先应当强化对天然气的脱硫处理，尽量减少硫化物含量；其次，提高润滑油的碱度，增强中和能力，也能有效防止H2S引起的腐蚀与磨损。4气体燃料发动机的使用无论是汽油机还是柴油机，都可以改造成使用气体燃料的发动机。但考虑到燃料供应的可靠性和气体燃料的特点，一般应对发动机的构造进行必要的调整。（1）双燃料系统由于气体燃料供应量有限，供应体系不完善，现在的气体燃料发动机多采用双燃料系统，即在保留原有汽油或柴油燃料系统的基础上，增加气体燃料系统。采用双燃料系统的好处是增强气体燃料汽车的机动性和灵活性。通过双燃料系统，还可实现气体燃料与液体燃料的掺和使用。柴油机使用气体燃料时，通过原有燃料系统向汽缸中喷入一定量的柴油还可起到点火作用。（2）气体燃料的供应和混合气形成气体燃料的供应有两种方式：预混式和高压喷射式。柴油机和汽油机，在使用气体燃料时都可采用预混进气方式，即燃料在进入汽缸之前，预先与空气混合，进入汽缸的是可燃混合气。采用预混进气方式时，应当在进气道上安装气体燃料空气混合器，预混进气方式供气系统构造简单，容易实现，但也容易产生爆震和早燃等非正常燃烧，特别是在柴油机上使用气体燃料时。另外，预混进气也会因充气系数降低引起功率下降。近年来，气体燃料高压喷射系统的研究获得了重大进展，在大缸径柴油机上使用取得良好效果。气体燃料高压喷射系统由高压气泵和气体燃料喷射阀组成，其喷射阀与柴油喷油器类似，采用多孔喷射装置，安装在汽缸盖上。和普通柴油机类似，采用气体燃料高压喷射系统时进气行程进入汽缸的是新鲜空气，在压缩行程接近上止点时，喷射系统直接将燃料喷入汽缸，边与空气混合边燃烧。（3）气体燃料发动机的着火方式汽油机使用气体燃料时，混合气靠原有的点火系统点燃。但柴油机使用气体燃料时，由于天然气和液化石油气的自燃点很高，很难单纯靠压缩点火，必须采用其他措施帮助点火。通常，柴油机使用气体燃料时的点火方式有两种：一是象汽油机一样安装火花塞点火系统，另一种是向汽缸中喷入柴油引燃。六、其他替代燃料1氢燃料用氢气作发动机燃料一直是人们梦寐以求的事情。氢气作发动机燃料有许多优点：资源丰富；热值高；排放污染少。氢发动机排放的惟一污染物是NOx，但因氢的燃烧极限很宽，可以用很稀的混合气工作，而在稀混合气工作时，NOx的排放也可以降低到很低的水平。氢可以通过电解水制得，也可以用煤或天然气与水反应制得。但现有技术条件下制氢的成本很高制约了氢燃料的应用，理想的途径是用太阳能分解水获得氢气。氢的贮存技术是制约氢燃料应用的另一个难题。采用压缩氢气或液化氢气都很难实现氢燃料的大量应用。压缩氢气需要高强度容器，这不仅因为采用高压才能提高有限容积的贮氢量，而且因为氢分子体积很小，高压下容易渗透到金属材料内部，产生氢脆现象，导致材料强度下降。而笨重的容器给氢燃料在汽车上的应用带来极大不便。氢的液化就更困难，氢的临界压力为13MPa，临界温度为33K。这样的超低温不仅实现困难，单是能量消耗就达到氢气热能的30，成本很高。近年来，储氢金属的研究成果为解决氢气储存问题展现了良好前景。储氢金属是一类能与氢结合的金属或合金材料，如铁钛合金、镁及其合金、稀土金属与铁、钴、镍的合金等。这类金属或合金在一定条件下能与氢形成金属氢化物，而在受热或其他条件下又能将氢气释放出来，从而起到储氢作用。用于储氢的金属或合金必须具备以下条件：(1)氢化物生成热小，释放氢气所需的能量少；(2)吸氢和放氢速度高；(3)单位质量或体积吸氢量大；(4)导热性好，吸氢时热量容易扩散，放氢时容易被加热；(5)性能稳定，反复吸放氢气不影响性能；(6)价格便宜。氢燃料可以用在汽油机上，也可用在柴油机上。在汽油机上使用时，通过氢气空气混合器将氢气与空气混合在进气行程送进汽缸即可。但汽油机使用氢气时存在功率下降和回火问题。柴油机使用氢燃料时，由于氢的着火温度高，难于自行燃烧，一般采用火花塞或炽热表面点火。2合成烃燃料通过Fischer-Tropsch反应，可以利用CO和氢气合成烃类燃料，其反应过程为： 通过控制反应的条件和采用选择性催化剂，可以合成以中间馏分为主的烃混合物，用于生产汽油、煤油等燃料。这种方法生产的燃料与石油燃料没有太大差异。 Fischer-Tropsch反应生产合成烃燃料的另一个途径是用甲醇作原料。 3植物油 植物油用作发动机应急燃料在二战时期就曾得到应用。近来人们则希望通过使用植物油作发动机燃料来摆脱对石油的过度依赖。 植物油的许多性质与柴油比较接近，因此主要是用作柴油机替代燃料。与柴油相比，植物油热值略低，但因密度大，体积热值较接近；植物油馏分比柴油重得多，粘度和表面张力比柴油大，雾化困难；自燃点高而十六烷值低，发火性差，着火延迟期长；残炭高，燃烧室易生成沉积物。此外，植物油安定性较差，容易生成胶状物堵塞油路。许多试验表明，纯植物油用作柴油机燃料时，通过加大喷油提前角，增加油泵循环供油量等措施，可以获得良好的动力性，能够达到用柴油时的最大功率，并有良好的超负荷特性。但使用纯植物油冷启动困难，而且容易出现过滤器堵塞、喷油嘴结焦和堵塞、燃烧室积炭、活塞环粘结、润滑油稀释等问题。使用植物油与柴油混合燃料，冷启动性能和雾化性能较纯植物油有所改进，但植物油含量高于一定数量(如80)时，发动机功率有一定程度下降。将植物油进行醇解制成单酯(甲酯或乙酯)是植物油用作发动机燃料的一个重要途径。与植物油相比，单酯的性质更接近柴油，如热值和十六烷值较高，粘度与柴油相当。可作为发动机替代燃料的还有多种，在此不一一介绍。第三部分推广使用车用乙醇汽油的意义一、 改善能源消费结构1能源消费结构状况我国已经是居世界第二位的能源生产大国，目前，煤炭产量居世界第一位，原油产量居世界第五位，天然气产量居世界第十九位，我国一次能源消费总量仅次于美国。（1）能源产量迅速增加2004年全国一次能源生产量为18.46亿吨标准煤，居世界第二位。原煤产量由1990年的10. 80亿吨上升到2004年的19.56亿吨；原油、天然气产量分别由1990年的1.38亿吨和153亿立方米增加到2004年的1.75亿吨和408亿立方米；发电量由1990年的6212亿千瓦时上升到2004年的21870亿千瓦时；太阳能、风能、地热等新能源的生产能力也有不同程度的提高。能源产量的迅速增长，使我国能源供需矛盾总体上趋于缓和。目前，我国能源自给率达到94%，进口只占我国能源消耗的一小部分。2000年与2004年全国一次能源生产量见表31。表312000年与2004年我国一次能源生产量能源结构单位2000年2004年一次能源生产量亿吨标准煤10.8918.46原煤产量亿吨9.9819.56原油亿吨1.631.75天然气产量亿立方米270408发电量亿千瓦时1355621870（2）能源结构不断优化我国在一次能源消费总量中，煤炭消费量所占比重最大。20世纪90年代，随着石油、天然气和水电等能源的发展，煤炭在一次能源消费量中的比例略有下降，由1995年的74.6%降为2000年的66.12%；石油、天然气和水电等的比重逐步提高，由1990年的23.8%上升为2000年的33.38%。在一次能源生产总量中，石油、天然气和水电生产量所占比重由1990年的19.0%、2.0%、4.8%上升为2000年的20.94%、3.3%和9.64%，新能源和可再生能源发展迅速，优质能源生产比重有所提高。能源结构的调整，为提高我国能源质量和能源利用效率以及改善大气环境等作出了一定的贡献。但是与世界相比，尚有很大差距，2000年我国的能源消费构成中，煤炭占66.12%，石油和天然气分别占20.94%和3.30%，与世界平均水平煤炭27%、石油39.5%、天然气23.5%的能源消费结构有很大差距，大约滞后半个世纪，因此能源效率低，环境污染大，面临着优化能源结构的重任。2003年国内外能源消费结构见表32和33。表322003年我国能源消费结构%煤石油水电天然气核电67.923.35.42.50.8表3-32003年世界能源消费结构%煤石油水电天然气核电26.537.36.123.96.12能源消费结构调整方向我国由于自身的资源特点，能源消费长期以来以煤炭为主，而从全球范围看，早在20世纪70年代，石油在世界一次能源消费中所占比重（42.7%）就超过了煤炭（35.2%），成为主要的一次消费能源，标志着世界进入了石油时代。目前，世界范围内天然气的产量和消费量正以较高的速度增长，预计在2020年以后将超过石油和煤炭，成为世界的主要能源。 以煤炭为主的能源消费结构且未推广洁净煤技术，使我国部分地区酸雨发生频度增加，大气质量下降，给我国的经济发展和环境保护带来很大的压力，特别是一些大城市的环境污染比较严重。根据国家环保总局最新公布的数字显示，2004年全国超过一半（56.5%）的城市降过酸雨，近1/3呈地下水污染恶化和水位下降。52.3%的北方城市和37.5%的南方城市年均二氧化硫浓度平均值超过国家二级标准，氮氧化物的污染有34个城市超过国家二级标准，有67个城市的总悬浮颗粒超过国家二级标准。因此，加快城市清洁燃气的建设，加快替代能源的开发以改善城市能源消费结构也是我们今后保持经济可持续发展的重要任务之一。由于我国的能源消费中，煤炭所占比例过高，优质清洁能源如天然气、电力、可替代能源等比例偏低，在加快洁净煤开发利用的同时，加大开发和利用天然气和加大可替代能源开发力度等，将是今后我国能源结构调整的主要方向。中国未来15年能源消费构成预测见表34。表34中国未来15年能源消费构成%年份煤炭石油天然气水电核电可再生能源20002010202067.96466.157.96023.620.221.42122.12.64.66.36.99.45.26.77.37.38.30.41.12.42.80.30.41.11.2 3车用乙醇汽油的发展有利于改善能源消费结构 我国是能源相对紧缺的国家，又是农业大国，如能将粮食适当转化为工业燃料，对缓解农民卖粮难和调节国家粮食储备是有好处的，也是对传统能源的一种补充。（1）推广燃料乙醇在技术上是可行的 我国在河南和黑龙江两省车用乙醇汽油试点工作充分证明，乙醇用作车用燃料在燃料乙醇生产技术、调合、储运及销售等方面均已具备较为成熟的技术和经验，并已形成一整套的操作规程、技术规范和管理办法。因此，推广燃料乙醇和车用乙醇汽油在技术上是可行的。 （2）推广燃料乙醇和车用乙醇汽油具有较好的社会及环境效益，车用乙醇汽油和普通汽油相比，由于增加了氧含量，燃烧更加完全，汽车尾气中CO含量可以降低30以上；老式的化油器车比新型的电喷车效果更为明显。使用乙醇汽油的汽车尾气中NOx变化不大，乙醛含量会增加，但它比普通汽油车尾气中其他有害物质对空气的污染要小。因此，推广燃料乙醇和乙醇汽油具有良好的社会与环境效益。 （3）推广乙醇汽油必须注意解决相关的技术及管理问题 推广车用乙醇汽油需要进行认真的技术准备，燃料乙醇生产厂、有关研究机构、汽油生产销售商、汽车制造商都对乙醇和汽油调和对汽油辛烷值、蒸气压、尾气排放、车辆的动力性能及经济性，对乙醇汽油调和、销售系统的设备及汽车发动机部件的材料、车用润滑油的影响进行认真的研究工作。 我国车用乙醇汽油试点结合国内汽车及汽油生产、储运、销售设施特点，建立了一套燃料乙醇生产、调合、储运及销售质量管理规范及配套措施，建立了相应的储运、销售、售后服务系统，并制定了相关的操作手册。 （4）对变性燃料乙醇和车用乙醇汽油从税收政策及法规上给予支持 我国政府对变性燃料乙醇和车用乙醇汽油从税收政策及法规上给予支持，制定了相应的税收、补贴或环保政策，支持和鼓励燃料乙醇和车用乙醇汽油的应用和推广。（5）可再生能源的开发应引起我们的重视为了保护环境，实现可持续发展，作为能源战略的重要内容之一，可再生能源的研究开发在国外已受到高度重视。美国能源部每年投入应用于运输的可再生能源开发的资金达2640万美元，从事可再生能源研究开发工作的有国家可再生能源开发实验室和有关的社会研究机构和大学，从事研究的主要领域是培育产量和纤维素含量高的作物，纤维素、半纤维素水解五碳糖发酵制乙醇等。我国是农业大国，纤维素半纤维素作物产量大，从长远看开展该领域的研究应用前景光明。 二、促进农业产业化发展 乙醇是以玉米、小麦、薯类等为原料，经发酵、蒸馏而制成的。乙醇进一步脱水再加上变性剂和腐蚀抑制剂后即可形成变性燃料乙醇。所谓车用乙醇汽油，就是把变性燃料乙醇和组分油以一定比例混配所形成的一种车用燃料。我国是一个农业大国，就总体而言，农业资源比较丰富，粮食生产能力相对较大，因此，以提高粮食精深加工能力和综合利用水平为基点，稳步有序地发展燃料乙醇产业，不仅可以缓解石油紧缺，减少大气污染，保护环境，还为粮食主产区大量的商品粮和国家粮食长期储备中产生的陈化粮提供了稳定可靠的销路和转化途径，极大地促进农业产业化经营。 1充分发挥粮食主产区的资源优势 对于粮食主产区来说，其气候、土壤、光照、降水等自然生态条件最适宜生产粮食，真正做到高产、优质、低成本。而进行燃料乙醇生产恰恰可以充分发挥地域资源优势，利用现代科技和工业文明进行大规模、深层次的加工，使粮食最大程度增值，确保粮农的经济利益，化不利为有利，突破过去那种只销售原粮、缺乏深层次加工增值等传统生产方式和经营思想，组建新型龙头企业，最大程度地发挥地域自然生态资源的生产潜力，确立具有地域特色和市场竞争能力的效益型的农业产业化道路。 2引导和促进农业生产结构调整 农业产业结构的一个重要目标就是要满足人民不断增长的食物等需求，生产出更多更好的农产品，也就是说未来农业生产将更趋于多元化。但不管发展哪种产品，都必须达到足够大的规模，如生产面积、产品数量、经营额、科技含量、附加值等，做到布局区域化、生产专业化，以降低生产成本和交易成本。如河南天冠集团按照“市场导向、整体协调、比较优势、最佳效益”的四个原则，依托南阳粮食主产区的优势发展燃料乙醇工业，大力推进当地的农业结构调整，把南阳的资源优势真正转化为产业优势、市场优势直至经济优势，有效地提高粮食主产区的土地产出率、资源利用率和投入产出率，打破了过去单一的“原料性农业”格局，而进入“能源农业”新的领域，这不仅对于缓解我国能源严重不足具有重要的现实意义，同时也对进一步促进农业生产结构优化升级和农村劳动力转移具有深远的历史意义，使农业产业化和农村经济发展形成良性的互动循环。 3提升农业生产的专业化水平 我国粮食主产区农业生产的主要形式是家庭承包责任制，且大多是典型的小农经营，许多地区农村的所谓双层经营中的集体经营层次，由于缺乏强大的经济组织、经济利益和经济实力而无力组织农业进行专业化经营。但是，通过龙头企业发展作为粮食消费大户的燃料乙醇工业，则可以通过扩张粮食的需求，提高种粮的经济效益，充分调动粮食主产区粮农的积极性，吸引大范围的农户从事粮食生产，建立大规模的原料基地，从而大大提高农业的专业化水平。4加快农产品标准化进程 燃料乙醇工业为了确保自身的生产成本和产业利润，不仅对粮食有巨大的需求量，而且在淀粉含量、含水率、谷朊粉含量等农产品质量方面也有特殊的要求。因此，燃料乙醇工业可以充分利用产业链上作为下游产业的买方市场优势以及上下游产业的信息沟通，通过制定自身的粮食质量标准、优良品种推广、标准栽培技术模式、规范的分级差价收购制度、订单定金等，进一步完善农业标准化体系，大力推进农业标准化和绿色化进程，为我国农产品标准化生产，提高农产品的国际竞争力，进而突破发达国家的绿色贸易壁垒，起到一个良好的示范带头作用。 5促进农业产业组织创新 农业产业组织创新的最终目标就是要实现农业产业组织的合理化，即一方面要建立活跃的有效竞争秩序，把农业经济搞活，另一方面是充分利用规模经济，降低农产品成本。所以农业产业组织创新要求引入新的市场关系，即加快培育农村土地市场，建立科学合理的农地流转机制，实现土地资源与人力资源、技术资源、资金等的最佳配置。燃料乙醇工业的发展，一方面作为粮食产品的重要购买者，可以从需求的角度促进和加快农地流转，建立农业用地市场，另一方面也可以通过吸收农村剩余劳动力，从资源的角度上促进农业组织革新。 燃料乙醇工业的发展可以促使农业产业纵向一体化的实现，加快粮食主产区的农业产业化经营。反过来，农业产业纵向一体化经营可以使农民“夺回传统农业失去的阵地”，从而把人为截断了的农业社会再生产各环节的内在联系重新连结起来，在此基础上，进一步拉长农业产业链，促进燃料乙醇工业等下游产业的发展。 三、保护环境 人类生存所依赖的自然环境，本来靠生态系统的生物自然循环可以自动保持平衡。例如由于物质的燃烧或其他人类的活动而生成的二氧化碳，可被各种植物的光合作用吸收，从而使大气中的二氧化碳浓度保持一定水平。但是工业革命以后，社会生产力迅速发展，机器被广泛使用，人类使用的燃料大量增加，使得大气中二氧化碳含量逐步上升，这就打破了自然界的平衡，对人类生活造成不利的影响。随着工业的发